CC BY
19
УДК 597.442-111.11 :(577.175.444+577.75. 534)
РЕАКЦИЯ КЛЕТОК КРОВИ ЛИЧИНОК ОСЕТРА НА СТИМУЛЯЦИЮ ТИРЕОИДНЫМИ ГОРМОНАМИ И КОРТИЗОЛОМ
© 2005 г. Н.Е. Бойко, О.А.Рудницкая, Г.Г. Корниенко
A short term sturgeon (Acipenser gueldenstaedtii Brandt) treatment at the stage of transition to the active feeding by hormone preparations thyroxin and Cortisol raises larvae resistance during the saprolegnious disease.
Для осетровых рыб период, следующий за выкле-вом и назывемый предличиночным, характеризуется продолжением дифференцировки дыхательной, кровеносной, пищеварительной и нервной систем и переходом на новый способ питания, биологически активные вещества желтка дополняются гормональными субстанциями развивающихся эндокринных желез, регулируемых нейроэндокринными факторами [1]. В частности, значительно увеличиваются общетканевые уровни тироксина, гормона щитовидной железы и кортизола, продукта интерреналовой ткани [2].
Ранее установлено [3, 4], что кратковременная стимуляция личинок осетра тиреоидными гормонами и/или кортизолом на стадии активного питания одновременно с изменением массы тела и периферического тиреоидного статуса приводит к устойчивым сдвигам гематологических показателей. У обработанной таким способом месячной молоди осетра лейкоцитарный состав меняется в сторону относительного увеличения лимфоцитов и появления в кровяном русле зрелых форм гранулоцитов, что косвенно указывает на улучшение ее функционального состояния [5]. В данном сообщении представлены результаты обработки тиреоидными гормонами и кортизолом личинок осетра, зараженных сапролегниозом, следовательно, функциональное состояние их являлось неудовлетворительным.
Материалы и методы
Опыты выполняли на личинках русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Brandt, вылупившихся из икры, полученной методом гипофизарных инъекций от производителей на ОРЗ «Рогожкино» в нижнем течении р. Дон. Гормональная обработка заключалась в кратковременном погружении (1 ч) предличинок на стадии их перехода к активному питанию (ст. 44) в среду с тироксином (Т4) или кортизолом или обработку только кортизолом или Т4. Эксперимент включал группы: контроль - I; Т4 (1,5 мг/л) - II; Т4 (1,5 мг/л)+кортизол (30 мг/л) - III; кортизол (100 мг/л) -IV. У личинок на 14-е сут после начала кормления брали кровь перерезанием хвостового стебля. Детали эксперимента и статистической обработки материала изложены в [4].
Результаты и обсуждение
Сапролегниевые грибы, главным образом, рода 8арго^та, распространены в пределах водных экосистем и могут поражать организмы в любое время года. Но возможный хозяин заболевает только в том случае, если находится в ослабленном состоянии. При развитии сапролегниоза гифы гриба проникают во внутренние органы, что приводит к общему микоток-сикозу и некрозу зараженных тканей, а в дальнейшем к гибели зараженных особей [6].
Заражение сапролегниевыми грибами у контрольных личинок осетра (вариант I) обнаружено на 14-е сут выращивания и идентифицировано по наличию зооспорангиев и гифов гриба, которые попали в образцы при взятии крови и были выявлены при микроскопическом исследовании мазка. Одновременно в клетках красной крови (протоплазме и ядре эритроцитов) зараженных рыб обнаружены патологические изменения, возможно, обусловленные сопутствующей инфекцией и происхождение которых в настоящее время изучается (рис. 1а, табл. 1). В то же время лейкоцитарный состав крови находился в пределах нормы, что говорило об отсутствии реакции клеточных форм защиты на патогенный фактор (табл. 2). В литературе также отмечена слабая реакция организма рыб на воспалительные процессы при грибковых инфекциях, в частности сапролегниозе [6]. Отсутствие ответа клеточных факторов иммунитета осетра на заражение, очевидно, обусловлено не только снижением защитных функций организма хозяина, но еще и достаточно ранней стадией заболевания, без выраженных изменений на поверхности тела и увеличения смертности личинок.
У рыб в опытных вариантах показатели крови имели значительные отличия (рис. 1б, табл. 2). После обработки Т4 (вариант II) у личинок в возрасте 14 сут уже не обнаружено признаков заражения, т.е. гифов и зооспор гриба. При этом обработка Т4 стимулировала нейтрофилию, что является свидетельством ответной реакции организма на заражение. Известно, что процессы воспаления и некроза стимулируют миграцию гранулоцитов, особенно нейтрофильных, к участкам повреждения тканей, что увеличивает долю нейтро-филов в крови. Важную роль в процессах фагоцитоза
и миграции к местам повреждения приобретают синтезируемые нейтрофилами протеазы. Они участвуют в разрушении поврежденных клеток, в том числе и клеток крови (эритроцитов, тромбоцитов). Тиреоид-ные гормоны относятся к числу агонистов каскадных реакций с участием протеаз [7]. В этом отношении интересно, что в образцах крови у рыб, обработанных Т4, по сравнению с контрольными рыбами весьма значительно снижается доля патологически измененных клеток (табл. 1). Таким образом, стимулируемое Т4 относительное увеличение нейтрофильных грану-лоцитов отражает не только изменение темпов лим-фо- и миелопоэза, но и активизацию защитных реакций организма, направленную на ликвидацию поврежденных клеток.
На более продвинутой стадии борьбы с заболеванием находились личинки после комплексной гормональной обработки с одновременным применением Т4 и кортизола (вариант III). К моменту анализа молоди гифы гриба не просматривались, патологических изменений в клетках крови не зарегистрировано (рис. 1в, табл. 1). Лейкоцитарная формула соответствовала норме (табл. 2). При этом суммарный гормональный эффект значительно выше, чем при использовании только Т4 (вариант II). Аналогичный результат обнаружен также у личинок, обработанных кортизолом (вариант IV, табл. 2)
Известно, что глюкокортикои-ды, в том числе кортизол, блокируют синтез простагландинов, медиаторов воспаления. Одновременно защитная роль кортизола в организме обусловлена их влиянием на синтез и секрецию нейтрофильными гранулоцитами и макрофагами фактора естественного иммунитета - ли-зоцима, уровень которого у осетровых рыб в стрессорных состояниях значительно повышается [5]. У пред-личинок, прошедших воздействие комплекса гормонов, интенсивность эритропоэза оказалась наиболее высокой из всех вариантов, что свидетельствует об усилении пролиферации клеток красной крови (рис. 2, 3). Но, по всей вероятности, в данном случае кортизол лишь усиливал эффект тиреоидных гормонов, поскольку, как и в предыдущих экспериментах, нами не выявлено самостоятельного влияния кортизола на эритропо-эз [4].
Нами отмечено, что в вариантах, где имелись свидетельства активного избавления организма от поврежденных клеток крови, наблюдалось и увеличение тромбоцитов (рис. 4). Основная функция тромбоцитов - влияние на процесс свертывания крови. Но одновременно они идентифицированы как клетки, обладающие высокими фагоцитарными свойствами, поддерживающие таким образом функцию лимфоцитов [8].
Таким образом, действие тиреоидных гормонов (Т4) и кортизола на стадии перехода личинок осетра на активное питание направлено на улучшение их функционального состояния. При этом использованное нами соотношение гормонов (тироксина и корти-зола) не повлияло на массу личинок. В данной работе детально не рассматривалось действие гормонов на стартовый рост рыб. Однако в совокупности с полу-
Таблица 1
Патоморфология эритроцитов у зараженной сапролегниозом молоди осетра в контроле и после гормональной обработки на стадии активного
питания
Условия опыта
I II III IV
Вид патологии, % Контроль Т4, Т4+кортизол, Кортизол,
ст.44 ст.44 ст.44
Микроцитоз 5,3 ± 1,5 0 0 0
Клетки без ядра 2,8 ± 0,6 0 0 0
Вакуолизация ядра 3,3 ± 1,8 0 0 0
Кариорексис 6,0 ± 2,7 0 0 0
Наличие микроядер 0,3 ± 0,1 0 0 0
«Тени» ядер 11,8 ± 4,9 0 0 0
Цитоплазматиче-
ские включения 12,0 ± 3,8 9,0 ± 8,3 0 0
Таблица 2
Показатели белой крови у личинок осетра в контроле и после гормональной обработки на стадии активного питания
Условия опыта
I II III IV
Показатель Контроль Т4, ст.44 Т4+кортизол, ст.44 Кортизол, ст.44
Масса личинок, г 290 ± 13,0 319 ± 17,3 297 ± 15,9 237,8 ±11,9*
Лимфоциты, % 64,6 ± 2,1 50,7± 1,9* 71,9 ± 4,3* 63,0 ± 7, 2
Моноциты, % 1,0 ± 0,8 4,6 ± 0,2* 2,1 ± 0,38* 8,7 ± 0,3*
Нейтрофилы, % палочкоядерные 12,4 ± 2,0 10,5±0,4 3,3± 1,3* 11,1± 4,9
сегментоядерные 17,7± 0,8 30,5± 1,7* 11,7 ± 2,2 9,2 ± 2,8*
Эозинофилы, % палочкоядерные сегментоядерные 1,6 ± 0,4 2,0 ± 0,7 1,5 ± 0,1 2,0 ± 0,5 3,5 ± 0,5* 7, 4 ± 0,6* 2,8 ± 0,6 5,0 ± 1,0*
Индекс сдвига 0, 53 ± 0,05 0,81 ± 0,06* 0,37 ± 0,08 0,49 ± 0,2
лейкоцитов
Примечание. * - достоверные различия. 56
:j> -
t
Рис. 2. Процентное отношение предшественников и зрелых форм эритроцитов у 14-дневных личинок осетра. По оси абсцисс- варианты опыта; по оси ординат- проценты. Цифры в квадратах - интенсивность эритропоэза
Рис. 1. Изменения в периферической крови у 14-дневных личинок осетра под действием тиреоидных гормонов (Т4) и кортизола:
а) эритроциты крови контрольных рыб;
б) кровь личинок, обработанных тироксином (Т4), 1 -эритроцит, 2 - «тени» ядер, 3 - нейтрофилы;
в) эритроциты крови личинок, обработанных одновременно Т4 и кортизолом
ченными ранее данными можно говорить о возможности применения такого соотношения тиреоидных гормонов и кортизола, при котором улучшение показателей крови может сопровождаться как ускорением роста личинок [4], так и сохранением исходного темпа роста (табл. 1).
Отсутствие признаков заболевания у обработанных кортизолом личинок вместе с изменением показателей крови подтверждает, что их действие в этот
Рис. 3. Интенсивность митотического деления предшественников эритроцитов. По оси абсцисс - варианты опыта; по оси ординат - проценты. Звездочки - достоверные различия между контрольными и опытными рыбами: * -р< 0,05; ** - р< 0,01
период, так же как и действие тиреоидных гормонов, направлено на стимуляцию защитных функций. Оказалось, что ранние стадии развития в этом отношении имеют приемущество по сравнению с более поздними, поскольку у взрослых организмов кортизол является иммуносупрессивным агентом. Таким образом, у осетровых рыб, подобно высшим животным, если они подвергаются стрессу в раннем онтогенезе, лимитирующим фактором является не избыток кортикосте-роидов, а их катастрофическая нехватка в силу незрелости нейроэндокринных механизмов [9]. Это может быть одной из причин ограничения на ранних стадиях способности к адаптации к меняющимся факторам среды. Сверхвысокие уровни кортизола, наблюдае-
а
1
б
в
Рис. 4. Изменение относительного содержания тромбоцитов в крови личинок осетра в зависимости от способов гормональной обработки. Обозначения те же, что и на рис. 3
мые у предличинок осетра только на фоне резко неблагоприятных воздействий, предшествующих их гибели, являются «последней линией обороны» [10].
Опыты показали, что хотя реакция клеток крови осетра после гормональной стимуляции определяется исходным состоянием организма, но конечным результатом является сдвиг в сторону показателей, свидетельствующих об улучшении функционального состояния рыб. Полученные данные еще раз подтверждают не только адекватность применяемых методов гормонального воздействия на критическом этапе развития, но и возможность с помощью тиреоидных
гормонов и глюкокортикоидов у личинок изменять морфофункциональные параметры организма, в том числе, его устойчивость к неблагоприятным факторам среды.
Литература
1. Яковлева И.В. Нейроэндокринологические аспекты раннего онтогенеза круглоротых и рыб. СПб., 2000.
2. Boiko N.E. et al. // J. Environmental Protection and Ecology. 2002. Vol. 3. № 3. P. 678 - 681.
3. Бойко Н.Е., Рудницкая О.А. Корниенко Г.Г. // Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов: Тез. докл. Петрозаводск, 2004. С. 18 - 19.
4. Бойко Н.Е. // Вопросы рыболовства. 2004. Т. 5. № 3. С. 500 - 513.
5. Микряков В.Р. и др. Реакция иммуной системы рыб на загрязнение воды токсикантами и закисление среды. М., 2001.
6. Нейш Г., Хьюз Г. Микозы рыб. М., 1984.
7. Stolow M.A. et al. // Amer. Zool. 1997. Vol. 37. P. 195 -207.
8. Житенёва Л.Д. и др. Эколого-гематологические характеристики некоторых видов рыб. Ростов н/Д, 1997.
9. Маслова Л.Н. и др. // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1997. Т. 83. № 8. С. 74 - 79.
10. Бойко Н.Е. // Проблемы естественного и искусственного воспроизводства в рыб в морских и пресноводных водоемах: Тез. докл. Ростов н/Д, 2004. С. 15 - 16.
Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства, г Ростов н/Д
13 апреля 2005 г
